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淺談多層砌體房屋結構體系的合理性

2009-05-22 16:07    【  【打印】【我要糾錯】

  摘 要:多層砌體房屋是我國居住、辦公、學校和醫(yī)院等建筑中最為普遍的結構形式。總結多層砌體房屋的震害經驗,房屋結構體系不合理或存在缺陷是多層砌體房屋產生震害的主要原因之一。因此多層砌體房屋合理的抗震結構體系,對于提高房屋的抗震能力是非常必要的,也是房屋抗震設計中應考慮的關鍵問題。因此在進行多層砌體房屋抗震設計時,結構體系應從以下幾個方面進行重點考慮。

  關鍵詞:結構體系;結構設計

  一、應優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫共同承重

  縱墻承重的砌體結構,由于樓板的側邊一般不嵌入橫墻內,橫向地震作用有很少部分通過板的側邊直接傳至橫墻,而大部分通過縱墻經由縱橫墻交接面?zhèn)髦翙M墻。因而,地震時外縱墻因板與墻體的拉結不良而成片向外倒塌,樓板也隨之墜落。橫墻由于為非承重墻,受剪承載能力降低,其破壞程度也比較重。

  而橫墻開洞較少,又有縱墻作為側向支承,所以橫墻承重的多層砌體結構具有較好的傳遞地震作用的能力。

  縱橫墻共同承重的多層砌體結構房屋可分為兩種:一種是采用現澆板,另一種為采用預制短向板的大房間。其縱橫墻共同承重的多層砌體結構房屋既能比較直接地傳遞橫向地震作用,也能直接或通過縱橫墻的連結傳遞縱向地震作用。

  二、縱橫墻的布置應均勻對稱,沿平面內宜對齊,同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻,同時應盡量減少復雜裝立面所造成的附加震害

  多層砌體房屋的平、立面布置應規(guī)則對稱,最好為矩形,這樣可避免水平地靂作用下的扭轉影響。然而對于避免水平地震作用下的扭轉僅房屋平面布置規(guī)則還是不夠的,還應做到縱橫墻的布置均勻對稱。

  磚墻沿平面內對齊、貫通,能減少磚墻、樓板等受力構件的中間環(huán)節(jié),使震害部位減少,使震害程度減輕;同時,由于地震作用傳力路線簡單,中間不間斷,構件受力明確,其簡化的地震作用分析能較好地符合地震作用的實際。

  房屋的縱向地震作用分至各縱軸后,其外縱墻的地震作用還要按各窗間墻的側移剛度再分配。由于寬的窗間墻的剛度比窄窗間墻的剛度大得多,必然承受較多的地震作用而破壞,而高度比大于4的墻垛其承載力更差已率先破壞,則對于寬窄差異較大的外縱墻,就會造成窗間墻的各個擊破,降低了外縱墻和房屋縱向的抗震能力。因此,要求同一軸線的窗間墻寬度宜均勻,盡量做到等寬度。對于一些建筑陽臺和窗之間留一個240mm寬的墻垛等做法不利于抗震,宜采取門連窗的做法。

  三、縱橫墻豎向應上、下連續(xù),不宜采用上剛下柔的結構

  房屋的縱橫墻沿上下連續(xù)貫通,可使地震作用的傳遞路線更為直接合理。如果因使用功能不能滿足上述要求時,應將大房間布置在頂層。若大房間布置在下層,則相鄰上面橫墻承擔的地震剪力,只有通過大梁傳遞至下層兩旁的橫墻,這就要求樓板有較大的水平剛度。而從房屋縱橫墻的對稱要求來看,大房間宜布置在房屋的中部,而不宜布置在端頭。而上剛下柔的房屋也只有通過大梁傳遞至下層兩旁的橫墻,這就要求樓板有較大的水平剛度。

  四、抗震地區(qū)不宜采用墻梁

  因墻梁是上部墻體與鋼筋混凝土托梁一同進行協(xié)調工作。而在地震作用下,上部墻體開裂使墻體與鋼筋混凝土托梁不能一同進行協(xié)調工作,因此而使結構變得不安全。

  五、防震縫的設置

  大量的震害表明,由于地震作用的復雜性,體形不對稱的結構的破壞較體形均勻對稱的結構要重一些。但是,由于防震縫在不同程度上影響建筑立面的效果各增加工程造價等,應根據建筑的類型、結構體系各建筑狀態(tài)以及不同的地震烈度等區(qū)別對待。規(guī)范的原則規(guī)定為:當建筑形狀復雜而又不設防震縫時,應選取符合實際的結構計算模型,進行精細抗震分析,估計局部應力和變形集中及扭轉影響,判別易損部位并采用加強措施;當設置防震縫時,應將建筑分成規(guī)則的結構單元。對于多層砌體房屋,當有下列情況之一時宜設置防震縫:

 。1)房屋的立面高差在6m以上

 。2)房屋有錯層,且樓板高差較大

 。3)各部分結構剛度、質量截然不同

  六、樓梯間不宜設在房屋的盡端和轉角處

  由于水平地震作用為橫向和縱向兩個方向,所以在多層砌體房屋轉角處縱橫兩個墻面常出現斜裂縫。不僅房屋兩端的四個外墻角容易發(fā)生破壞,而且平面上的其他凸出部位的外墻陰角同樣容易破壞。

  樓梯間比較空敞和頂層外墻的無支承高度為一層半,在地震中的破壞比較嚴重。尤其是樓梯間設置在房屋盡端或房屋轉角部位時,其震害更為加劇。

  七、煙道、風道、垃圾道及配電箱洞口等不應削弱墻體

  墻體是多層砌體房屋承重和抗側力的主要構件。局部削弱的墻體,不僅在削弱處率先開裂,還將產生內力重分布。因此,規(guī)范規(guī)定煙道、風道、垃圾道和配電箱洞口不應削弱墻體;當墻體被削弱時,應對墻體采取水平配筋等加強措施,對附墻煙囪及出屋面煙囪采用豎向配筋。

  八、鋼筋混凝土預制挑檐應加強錨固

  由于挑檐為一懸臂構件,在地震中較容易發(fā)生破壞。若為現澆則和屋面板一起,則抗震性能較好,對于預制鋼筋混凝土挑檐則應加強與圈梁的錨固。

延伸閱讀:房屋結構 合理性 砌體
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